JPS6152485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は処理装置を含む制御システムにおい
て、処理装置の作動状態を外囲条件により切換え
られる２値信号の状態によつて変化させることに
よつて、システムの機能設定を変更するようにし
た制御条件を設定する装置に関する。

近年、いわゆるマイクロコンピユータと称され
る制御用デジタルコンピユータを用いて各種制御
システムを構成することが行なわれているが（例
えば、特願昭53−88257号参照）、このような制御
システムにおいてその制御機能を変更する必要が
ある場合も生じている。

本発明はこの要求に鑑みて、制御条件の変更を
簡単に行ない得るようにした制御条件設定装置を
提供することを目的とする。

詳述すれば本発明は処理装置の入出力信号線を
兼用して前記制御条件を決定する２値信号を設定
することにより、処理装置を一体の集積回路例え
ばLSI（大規模集積回路）として製作するときの
入出力ピン数を減らし、回路体の物理的大きさを
小さくするとともに製作時の組立工数および部品
数の削減をすることを可能ならしめようとするも
のである。本発明によると、処理装置はその起動
時に同期して入出力信号線を介して与えられる２
値信号を記憶し、これによつて自己の信号処理機
能を変更するので、処理機能変更が容易に行なえ
ると共に変更後は処理装置の入出力信号線は本来
の信号伝送用として何ら支障なく使用される。

以下本発明を添付図面に示す実施例に従つて説
明する。この実施例では通常用いられる多気筒機
関のうち４気筒ガソリンエンジンにおける点火コ
イルの通電開始時期と通電遮断時期（点火時期）
を制御する点火制御装置について、特に通電開始
時期を制御する数値データ／タイミング変換にお
ける時間制御モードと角度制御モードとの切換を
設定する部分に本発明を適用している。

電気制御系の全体構成を示す第１図において、
100はデジタルコンピユータとして用いるマイク
ロコンピユータであり、各種のエンジン制御パラ
メータに基いてエンジンの点火における点火コイ
ルの通電開始時期と通電遮断時期を規定する数値
データを算定する演算過程、この点火制御装置に
おいて前記各種パラメータを入力する入力過程、
前記数値データと所定のクロツク信号の計数値が
前記数値データに達するのに要する時間データと
の変換を行なう変換過程、およびこの変換過程に
おける変換の開始をエンジンのクランク回転角に
同期させる同期過程とをメモリ１２０の制御プロ
グラムのもとに統合的に制御する役割を有する。
マイクロコンピユータ１００は一般にプロセツサ
とかCPUと称されるもので、この実施例で用い
たマイクロコンピユータはRCA社のCDP1802CD
であり、付随する周辺装置もこの系列の市販のも
のを使用してある。以下単に「コンピユータ」と
称する。

１１０は８ビツトの双方向データバスで、コン
ピユータ１００から周辺装置の動作を指令する信
号および前記数値データをなす２進信号を出力す
るとともに、後述するメモリ１２０からは命令お
よび各種データを、計数回路１５０からは時刻デ
ータを入力する線路の役割を有する。１３０はア
ドレスバスでメモリ１２０の読出番地を指定する
アドレスデータをメモリ１２０に送る。前記メモ
リ１２０は、コンピユータ１００における各種処
理の命令を実行順に設定した制御プログラムおよ
び演算に使用する定数等のデータを記憶した読み
出し専用メモリ（ROM）、演算途中のデータを記
憶したり読み出したりする読み出し書き込可能メ
モリ（RAM）、およびアドレスバス１３０から送
られてくる８ビツトのアドレスを直列化して、16
ビツトのアドレスとしてROMまたはRAMに与え
るアドレスラツチを内蔵している。コンピユータ
１００からメモリ１２０に送られる信号TPA，
TPB，，はアドレスラツチ、ROMお
よびRAMからの命令およびデータの読み出し、
RAMへのデータの書き込みを制御する信号を示
す。なお、コンピユータ１００における入出力端
子の機能とその取扱いについてはRCA社発行の
取り扱い説明書に記載されているので、ここでは
特に詳しく説明しない。

１４０はラツチ機能を持たないＩ／Ｏデコーダ
で、例えばRCA社製CDP1853を使用でき、コン
ピユータ１００のピンＮ１，Ｎ２，Ｎ３から送ら
れてくる並列２進化信号を解読して短かいパルス
状の択一信号１４１〜１４８（この明細書では導
電的な接続と信号とを同一符号で説明する）を発
生しコンピユータ１００の周辺装置に作動信号を
与える。前記計数回路１５０はコンピユータ１０
０の外部クロツク出力端子CLOCKから送られて
くる４μｓのクロツクパルスを16ビツトにて分周
し計数して時々刻々と変化する時刻データをタイ
マバス１５１に出力する。１５２はスイツチ回路
で、Ｉ／Ｏデコーダからの択一信号１４１，１４
８もしくは後述するパルス発生回路１６０から
DMA進行信号１６１が印加されたときタイマバ
ス１５１上の時刻データをデータバス１１０に送
出する。ここで択一信号１４１またはDMA進行
信号１６１が印加されたときはタイマバス１５１
上の下位８ビツトの時刻データがデータバスに送
出され択一信号１４８が印加されたときは上位８
ビツトが送出される。前記パルス発生回路１６０
はコンピユータ１００の出力端子SC１，SC２の
信号に従つてDMA進行信号１６１および割込処
理の受付を示す認知信号１６２をパルスとして出
力する。

アナログ信号として検出されるエンジン制御パ
ラメータをコンピユータ１００に入力するための
入力周辺装置として、ラツチ回路２００、アナロ
グマルチプレクサ（MPX）２１０、アナログ―
デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）２２０が用
いてある。MPX２１０には点火時期（点火コイ
ルの通電遮断時期）ひいては通電開始時期を規定
するのに参考となる各種のアナログ信号２１０ａ
〜２１０ｎ（エンジンの負荷状態を示す吸入空気
量、エンジンの冷却水温度等の信号を利用するこ
とおよびその検出装置は公知である）が入力さ
れ、ラツチ回路２００の出力信号によつてそのう
ちの１つを選択的に通過させる。ラツチ回路２０
０はＩ／Ｏデコーダ１４０からの択一信号１４２
に同期してデータバス１１０上に表われた選択デ
ータをラツチすることによりコンピユータ１００
が入力しようとするアナログ信号のみMPX２１
０に対して指定する。MPX２１０を通過した１
つのアナログ信号２１はＡ／Ｄ変換回路２２０に
てデジタルデータとしてメモリ１２０のRAMの
所定番地に書き込まれる。

すなわち１つのアナログ信号２１１が選択され
たあと、Ａ／Ｄ変換回路２２０はコンピユータ１
１０の指令によりＩ／Ｏデコーダ１４０から択一
信号１４３を受けて一次積分形のＡ／Ｄ変換を開
始する。なお択一信号１４３が発せられる直前に
スイツチ回路１５２に択一信号１４１が与えられ
てＡ／Ｄ変換の開始時点の時刻データ（下位８ビ
ツト）がメモリ１２０のRAMの所定番地に書き
込まれている。そしてＡ／Ｄ変換の終了によつて
生じる終了信号２２１がコンピユータ１００に
DMA要求信号として入力され、コンピユータ１
００がこれを認知すると、DMA進行信号１６１
が出力されてスイツチ回路１５２を開き、その結
果Ａ／Ｄ変換終了時の時刻データ（下位８ビツ
ト）がマイクロコンピユータ１００の内蔵する
DMA機能によつてタイマバス１５１からデータ
バス１１０を介してメモリ１２０のRAMに直接
書き込まれる。従つて、アナログ信号２１１の
Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータはRAMに書き
込まれたＡ／Ｄ変換の開始時の時刻データと終了
時の時刻データとの差を算定することにより表わ
される。

一次積分形のＡ／Ｄ変換回路２２０は一定周波
数のクロツクパルスを計数する計数器と、この計
数器の出力をＤ／Ａ変換する回路と、このＤ／Ａ
変換された電圧信号をアナログ信号２１１と比較
する比較器とで構成することもできるが、第２図
に示す回路を用いることもできる。

第２図において、アナログ入力信号２１１は抵
抗２１２を介して比較器２１３の非反転入力端子
に接続され、この比較器２１３は抵抗２１４によ
りヒステリシスを与えられる。５Ｖは基準電圧に
対し抵抗２１５、コンデンサ２１６は直列に接続
された充電回路が構成され、コンデンサ２１６と
抵抗２１５との接続点は比較器２１３の反転入力
端子に接続される。スイツチ手段をなすアナログ
スイツチ２１７はコンデンサ２１６と並列に接続
され、フリツプフロツプ２１８の端子より出力
される１ビツトのＡ／Ｄ変換指令信号により開閉
され、コンデンサ２１６を充放電する。２１９は
Ａ／Ｄ変換の停止指令信号をフリツプフロツプ２
１８に与えるオア回路である。次にこの構成にな
るＡ／Ｄ変換回路の作動について第３図を用いて
説明する。入力アナログ信号２１１の電圧Ｖ_Iと
電源電圧Ｖ_CC（＋5V）との間にはＶ_CC＞Ｖ_I＞０
という関係を成立させている。初期化時、フリツ
プフロツプ２１８はリセツトされアナログスイツ
チ２１７は閉成されていてコンデンサ２１６は放
電されている。このとき比較器２１３の非反転入
力端子にあるレベルのアナログ入力信号２１１が
印加されていると、比較器２１３の出力端子は
“１”レベルである。

いまコンピユータ１００がその制御プログラム
に従つて択一信号１４１をＩ／Ｏデコーダから出
力して時刻データを書き込んだあと、t₁時点で第
３図ｂに示すＡ／Ｄ変換の開始を指令する択一信
号１４３を出力すると、フリツプフロツプ２１８
はセツトされ第３図ｃに示す端子の出力は
“０”レベルになつてアナログスイツチ２１７を
開放する。これにより、第３図ａの実線に示すコ
ンデンサ２１６の端子電圧は指数関数的に上昇す
る。時点t₂になるとこの反転入力端子の電位は入
力アナログ信号２１１の電圧V₁が導かれ非反転
入力端子の電位（第３図ａ水平破線）よりも大き
くなり、出力端子は“０”レベルになり第３図ｄ
に示すDMA要求信号２２１がコンピユータ１０
０に入力される。コンピユータ１００がこれを入
力すると第３図ｅに示すDMA進行信号１６１を
発生してフリツプフロツプ２１８をリセツトさ
せ、アナログスイツチ２１７を閉成する。

なお、第２図および第３図に示したＡ／Ｄ変換
回路では非線形の一次積分を行なうため、デジタ
ル変換された値をメモリのROMに予め設定して
正規化データと置き換えることにより、入力アナ
ログ信号２１１に正しい比例関係をもつたデジタ
ルデータを得ることができる。

次に装置の電源部とコンピユータ１００の初期
化（イニシヤライズ）について説明する。１７０
は公知の安定化電源回路で、車載バツテリ電源１
からイグニツシヨンキースイツチ２を介して供給
される通常＋12Vの電圧を＋5Vを安定電圧に変換
する。この安定電圧は第１図中の特に指示のない
すべての論理ブロツクに供給され、それぞれの作
動に用いられる。

１８０は電圧検出回路で、バツテリ１の電圧が
予め定めた値より低くなると検出信号１８１を発
生する。１９０は初期化回路で、装置特にコンピ
ユータ１００の誤動作を防止するために、コンピ
ユータ１００に初期化（制御プログラムを始めか
ら再スタートする）の指令信号を与える。初期化
はバツテリ電圧を表わす検出信号１８１が低レベ
ルのとき、および直流再生回路１９１においてコ
ンピユータ１００の動作異常が検出されたときの
いずれかによつてなされる。

第４図は電圧検出回路１８０の詳細を示すもの
で、ａ枠で示す時定数回路とｂ枠で示す比較回路
からなる。第５図は第４図に示す電圧検出回路の
作動タイムチヤートである。時定数回路ａはキー
スイツチ２の閉成により電圧信号２ａを印加さ
れ、電圧信号２ａの立ち上がり時（例えば第５図
t₁時点）にはコンデンサ１８２と抵抗１８３で決
まる時定数で立ち上がり、電圧信号２ａの立ち下
がり時（例えば第５図t₃時点）にはダイオード１
８４を通してコンデンサ１８２の充電電荷が放出
されるため急峻に立ち下がる電圧信号１８５を生
じる。この電圧信号１８５は時定数回路ａ中の符
号の示していない抵抗によつて分圧され、この分
圧電圧１８６は比較回路ｂにおいて基準電圧１８
７（例えば4V）と比較される。比較回路ｂでは
この比較を正帰還結合された２個のトランジスタ
からなるスイツチング回路によつて行ない、電圧
信号２ａの立ち上がりにより、t₂時点で分圧電圧
１８６が基準電圧１８７を越えるとスイツチング
出力１８８は電圧信号２ａとほぼ等しい電位にな
り、またエンジン起動用のスタータモータの回転
等の負荷時には、t₃−t₄に示すように分圧電圧１
８６が基準電圧１８７より低下するとスイツチン
グ出力１８８は接地と等しい電位になる。前記時
定数回路ａの役割は電圧信号２ａにインパルス性
のノイズが重量された場合充分な時間幅の初期化
信号がコンピユータ１００に与えられるようにす
ることである。抵抗１８９はバツテリ電圧レベル
のスイツチング出力１８８を論理レベル（5V程
度）に変換するためのものである。

初期化回路１９０は、電圧検出回路１８０の検
出信号１８１か直流再生回路１９１の再生出力信
号１９２のいずれか一方がスレツシヨルドレベル
以下になると、出力信号１９４を“１”レベルに
するシユミツトナンド回路１９３と、論理レベル
を反転して“０”レベルの初期化信号をコンピユ
ータ１００に印加するインバータ１９５と、シユ
ミツトナンド回路１９３の出力信号１９４を直流
再生回路１９１に帰還する抵抗１９６と、第６図
に一例を示す直流再生回路１９１とから構成され
ている。

第６図において、説明を簡単にするため、コン
デンサ１９１ａとコンデンサ１９１ｂの値を同一
の容量C₀とし、直流再生回路１９１に供給され
るくり返しパルス信号４２２の“１”レベルを
Vhボルト（通常＋5V）とし、この“１”レベル
の期間は、コンデンサの充電時定数よりも充分長
いとする。またはじめに帰還抵抗１９６を無視し
て説明する。最初コンデンサ１９１ａとコンデン
サ１９１ｂに充電されている電荷は零である。今
第７図ａに示すようにt₁時点で信号４２２が一回
目の“１”レベルになつたとする。この時充電電
流はコンデンサ１９１ａからダイオード１９１ｄ
へ、そしてコンデンサ１９１ｂを通つてアースへ
ぬける。またダイオード１９１ｃはこの充電電流
に対して逆方向になるので、このダイオードを通
してアースへは電流は流れない。このコンデンサ
直流充電回路を流れて、各々のコンデンサへ蓄積
された電荷Q₁を求める。ダイオード２５１の順
方向抵抗をＲとすると、 Ｒｄｑ／ｄｔ＋１ｑ／Ｃｏ＋１ｑ／Ｃｏ＝Ｖで示され
る過渡方程式よ り、Q₁＝ＣｏＶ／２の解が得られる。したがつて、信 号１９２の電位は信号４２２の電位の１／２すなわち Ｖｈ／２になる。

次にt₂時点で信号４２２が“０”レベルになる
と、コンデンサ１９１ａに充電されていたQ₁＝
ＣｏＶｈ／２電荷は、ダイオード１９１ｃを通して短絡 され消滅する。しかし、コンデンサ１９１ｂに蓄
積されている電荷はダイオード１９１ｄによつて
流出を阻止されている。この結果、端子１９１ｅ
の電位は零ボルト、信号１９２の電位はＶｈ／２ボル トになる。こうして１回目のサイクルを終える。

次に２回目に信号４２２が“１”レベルになる
と、同様にコンデンサ直列充電回路を通して電荷
Q₂が流れようとする。しかし、１回目と違う点
はコンデンサ１９１ｂにQ₁＝ＣｏＶｈ／２の電荷がすで に存在する点である。したがつて、今度はＲｄｑ／ｄｔ ＋１／Ｃｏｑ＋１／Ｃｏ（ｑ＋Q₁）＝Ｖで示される過渡
方程 式よりこの回路を流れた電荷Q₂を求めなければ
ならない。よつて、Q₂＝ＣｏＶｈ−Ｑ_１／２＝ＣｏＶｈ
／２− ＣｏＶｈ／４が得られる。すなわちコンデンサ１９１ａ には、ＣｏＶｈ／２−ＣｏＶｈ／４の電荷が蓄積され、
コンデン サ１９１ｂにはＣｏＶｈ／２＋ＣｏＶｈ／４の電荷が蓄
積され る。その結果、信号１９２は（Ｖ／２＋Ｖ／４）ボルト
に なる。引き続きくり返しパルス信号４２２のレベ
ル反転によつて上記の過程がくりかえされ、信号
１９２は（Ｖ／２＋Ｖ／４＋Ｖ／８＋……）となり、つ
いにＶ ボルトに達する。

ところが実際には直流再生回路１９１の出力端
とシユミツトナンド回路１９３の出力端との間に
は帰還抵抗１９６が接続されており、シユミツト
ナンド回路１９３の出力信号１９４のレベルによ
つて帰還抵抗１９６が充電用、放電用として使用
される。説明上シユミツトナンド回路１９３を第
６図のようにスイツチ１９３ａとして表わす。バ
ツテリ電圧が異常低下し検出信号１８１が“０”
レベルであるとすると、シユミツトナンド回路１
９３の出力信号１９４は“１”レベル（コンピユ
ータ１００は初期化される）となつてコンデンサ
１９１ｂは帰還抵抗１９６を介して充電される。

バツテリ電圧が＋5Vの安定化電圧を得るに充
分な通常のレベルにあり、検出信号１８１が
“１”レベルにあると、コンデンサ１９１ｂの電
荷は帰還抵抗１９６を介して徐々に放電される。
従つてもし直流再生回路１９１にくり返しパルス
信号４２２が印加されなくなるとコンデンサ１９
１ｂの電荷はやがて放電される。よつてくり返し
パルス信号４２２をコンピユータ１００の制御プ
ログラムの正常な進行によつて発生するように構
成することにより、制御プログラムの暴走により
くり返しパルス信号４２２が消滅（“０”レベル
に保持）し、コンデンサ１９１ｂの電荷すなわち
信号１９２の電圧レベルがシユミツトナンド回路
１９３のスレツシヨルドレベル以下になると、信
号１９４は初期化のための“１”レベルとなる。

信号１９４が“１”レベルになると、コンデン
サ１９１ｂは逆に抵抗１９６によつて充電され、
信号１９２の電圧レベルがシユミツトナンド回路
１９３のスレツシヨルドレベル以上になると信号
１９４は“０”レベルとなり初期化を終了する。
初期化によつてコンピユータ１００は制御プログ
ラムを初期状態に戻して再スタートする。この動
作は第８図のタイムチヤートのt₃時点以後に示さ
れている。

第８図はキースイツチ２を閉成したがコンピユ
ータ１００もしくは関連回路の障害のために、く
り返しパルス信号４２２が直流再生回路１９１に
印加されない場合の初期化回路１９０の作動を示
している。第８図のt₁時点でキースイツチ２を閉
成すると、安定化電源回路１７０より第８図ａに
示す＋5Vの安定化電圧が装置の論理ブロツクに
印加される。バツテリ電圧２ａが定めた基準電圧
より高ければ電圧検出回路１８０はt₁時点より若
干遅れてt₂時点にて検出信号１８１を“１”レベ
ル（もちろんシユミツトナンド回路１９３のスレ
ツシヨルドレベルより高い）にする。t₂時点では
直流再生回路１９１の再生出力は“０”レベルで
あり、従つてシユミツトナンド回路１９３の出力
１９４は第８図ｄのt₁〜t₃間において“１”レベ
ルである。このため、直流再生回路１９１のコン
デンサ１９１ｂはくり返しパルス信号４２２が印
加されないのに係わらず帰還抵抗１９６を介して
充電されていく。充電により直流再生回路１９１
の再生出力（電圧）１９２は徐々に上昇してい
き、t₃時点で第８図Ｃに示すシユミツトナンド回
路１９３のスレツシヨルドレベルに達すると、シ
ユミツトナンド回路１９３の出力１９４は“０”
レベルに反転する。よつてコンデンサ１９１ｂは
t₄時点で第３図ｄに示すシユミツトナンド回路１
９３のスレツシヨルドレベルに達するまで徐々に
放電する。このようにして直流再生回路１９１の
コンデンサ１９１ｂは、くり返しパルス信号４２
２が発生しない限り、帰還抵抗１９６およびシユ
ミツトナンド回路１９３とで発振作用をなし、t₁
〜t₃間、t₄〜t₅間、t₆〜t₇間……とくり返してコン
ピユータ１００の初期化信号を発生する。

なお、初期化回路１９０においては１個の帰還
抵抗１９６によつて、直流再生回路１９１のコン
デンサ１９１ｂの充放電の時定数を一定としてい
るが、２個の抵抗を用いて個別に充電と放電の時
定数を決めてもよい。例えば、抵抗値の小さい抵
抗を、シユミツトナンド回路１９３の出力端子か
らコンデンサ１９１ｂに向かつて充電電流のみを
流すダイオードと直列にして抵抗１９６の位置に
接続し、さらにこの直列回路と並列に抵抗値の大
きい抵抗を、コンデンサ１９１ｂからシユミツト
ナンド回路１９３の出力端子に向かつて放電電流
のみを流すダイオードと直列にして接続すればよ
い。これにより、イグニツシヨンキースイツチ２
の投入後電圧検出回路１８０の検出信号１８１が
立ち上がつたとき、速やかにコンデンサ１９１ｂ
を充電することができ、コンピユータ１００を速
やかに動作状態にすることができる。

次にコンピユータ１００における点火演算の制
御パラメータの１つとしてのエンジン回転速度を
入力し、また演算結果の数値データを点火制御タ
イミングに変換させるために同期をとるための周
辺装置について説明する。３００はクランク回転
角すなわちエンジンの回転角度を検出する公知の
角度検出器でエンジンのクランクシヤフトと同期
して回転するように機械的に連結された歯車と、
この回転歯車に対して相対的に固定された電磁ピ
ツクアツプの出力信号を矩形波パルスに波形整形
する波形整形回路とから構成されるものである。
角度検出器３００はこれら回転歯車、電磁ピツク
アツプ、波形整形回路からなる検出器を２組有
し、１つはエンジン回転角度の基準位置例えば上
死点付近のときに基準パルス３０１を発生し、も
う１つはエンジン回転角度の所定間隔毎に角度パ
ルス３０２を発生するものである。角度検出器３
００の構造および電気回路は周知であるため詳細
説明は省略する。もちろん電磁ピツクアツプを用
いない他の形式の角度検出器を用いることもでき
る。

本装置の利点は、この角度検出器として角度パ
ルスを油出するエンジン回転角度の角度間隔が、
１゜とか２゜の角度計数タイプ用でも、あるいは
30゜とか60゜の時間計数タイプ用でも、いずれを
用いてもエンジンにおけるエネルギ変換過程のタ
イミングを予定のエンジン回転角度に正確に一致
させることができるハードウエアの統合化であ
る。ただし、この制御装置に角度計数タイプ用と
時間計数タイプ用のいずれかの角度検出器が接続
されているかを外的に指示させることが必要であ
る。もちろん、角度検出器３００から送られてく
る基準パルス３０１の１サイクル中に角度パルス
３０２が何個生じたかを判別して自動的に指示す
るような電気的装置を付設することも可能ではあ
ろうが、それのみの装置を設けることは不経済で
ありあまり望ましくない。また角度計数タイプ
（モード）と時間計数タイプ（モード）とでは制
御プログラムが異なるが、これは角度検出器３０
０のタイプを変えるときに制御プログラムを内蔵
したメモリ１２０中のROMのみ交換すればよ
い。このROMを上記の電気的装置によつて自動
的に切換えるような構成も実現可能ではあろう
が、２つもの制御プログラムを装置に組込むこと
および切換装置を付設することは不経済でありあ
まり望ましくない。従つてこの実施例では制御装
置が角度計数タイプを構成している（角度計数モ
ード）か時間計数タイプを構成している（時間計
数モード）かによつて制御プログラムをROMご
と交換するものとする。

３１０はモード切換回路で、角度計数モードで
あるか時間計数モードであるかを外囲条件によつ
て指定するためのものである。３２０はラツチ回
路で、モード切換回路３１０によつて指定された
モード信号３１１をコンピユータ１００の初期化
のタイミングでラツチしコンピユータ１００の初
期化終了後モード信号を保持する。３３０は角度
信号処理回路で、角度検出器３００からの基準パ
ルス３０１および角度パルス３０２を、ラツチ回
路３２０に保持されたモード信号３２１，３２２
に従つて処理しコンピユータ１００に入力させ
る。

第９図はモード切換回路３１０およびラツチ回
路３２０の構成例を示すものである。３２０ａは
単体のラツチ回路をなす集積回路で、この実施例
ではRCA社製CD4042BEである。ラツチ回路３２
０ａは、信号１９４がコンピユータ１００の初期
化を示す“１”レベルのとき、非反転出力端子
Q₁には入力端子D₁の信号３１１のレベルと同一
レベルの出力信号３２１反転出力端子_１には反
転レベルの出力信号３２２を生じる。また初期化
が解除されて信号１９４が“０”レベルになる
と、“０”レベルになる直前の入力信号３１１と
同一レベルおよび反転レベルの出力信号３２１，
３２２を生じる。モード切換回路３１０は端子３
１３と＋5Vの電源線もしくは接地線と選択的に
接続される抵抗３１２，３１４によつて構成され
る。この例では抵抗３１２もしくは３１４の選択
的な接続をもつてスイツチ要素となし、実線に示
す抵抗３１２が接続されると入力端子D₁に
“１”レベル信号が加えられ、破線に示す抵抗３
１４が接続されると“０”レベル信号が加えられ
る。ここで入力信号３１１が“０”レベル（抵抗
３１４を接続した状態）のとき角度計数モード、
入力信号３１１が“１”レベル（抵抗３１２を接
続した状態）のときを時間計数モードとする端子
３１３はコンピユータ１００とその周辺装置との
接続を示し、例えばラツチ回路３２０、角度信号
処理回路３３０を含む周辺装置をLS_I（大規模集
積回路）化した１個の回路素子とした場合のピン
をなすものである。従つてこの構成によればLS_I
化した回路素子のピンをモード切換のために追加
する必要がない。このピン端子３１３は抵抗３１
２もしくは抵抗３１４が設けられているために初
期化後（ラツチ状態）はコンピユータ１００と周
辺装置との間で通常の論理レベルの信号の授受が
可能である。この実施例では角度信号処理回路３
３０の出力信号３３３を端子３１３を介してコン
ピユータ１００のフラグ入力端子EF４に入力す
ることができる。これに限らず、他の信号線に抵
抗を接続しその信号線をラツチ回路の制御入力の
伝送用に共用することができる。なお図示しない
が、端子３１３をモード切換用とコンピユータ、
周辺装置接続用とに兼用せずに、それぞれ独立し
て設けても実施は可能である。

角度信号処理回路３３０の詳細を第１０図に示
す。角度信号処理回路３３０は角度計数モードと
時間計数モードとに兼用される部分とモード毎に
専門に使用される部分とモード切替信号によつて
選択される部分とからなる。角度検出器３００か
ら入力される基準パルス３０１および角度パルス
３０２は、それぞれシユミツトナンド回路３６と
インバータ３３７、およびシユミツトナンド回路
３３８、インバータ３３９によつて、論理レベル
（＋5V）の基準信号３４１、および角度信号３４
２，３４３に変換して入力される。エンジン制御
装置が角度計数モードで作動するときには、分周
回路３４０によつて所定のエンジン回転角度（ク
ランク回転角）毎に割込用分周パルス３４４が出
力される。

分周回路３４０は角度計数モードのときの割込
用処理回路をなし、角度信号３４２の入力制御用
ナンド回路３４５、デイケードカウンタ３４６、
３４７、インバータ３４８，３４９、フリツプフ
ロツプをなすナンド回路３５０，３５１、および
ノア回路３５２からなる。この分周回路３４０の
作動を第１１図のタイミングチヤートを参照して
説明する。この実施例では角度計数モードのとき
の基準パルス３０１（基準信号３４１）および角
度パルス３０（角度信号３４２）を第１１図ａお
よびｃに示すように、それぞれ２゜間隔および
360゜間隔に定めている。また基準信号３４１の
“１”レベルのパルス値は60゜としてその立ち下
がりの近傍位置（例として立下がりから８゜回転
した位置）にある気筒の上死点が位置し、角度信
号３４２の“１”レベルのパルス幅は１゜とし、
かつ基準信号３４１の立ち上がりと角度信号の立
ち上がりとが同期するように角度検出器が開整さ
れているものとする。

いま基準信号３４１が“１”レベルになると、
カウンタ３４６，３４７はリセツトされ、カウン
タ３４６のキヤリーアウト信号CO３５３は
“１”レベルおよびカウンタ３４７の第１１図ｄ
に示す第６出力信号３５４、第１１図ｅに示す第
９出力信号３５５は“０”レベルである。第９出
力信号３５５が“０”レベルとなると、インバー
タ３４９による反転信号３５６は“１”レベルと
なり、従つて第１１図ｂに示すナンド回路３４５
の出力信号３５７は角度信号３４２の論理反転出
力としてカウンタ３４６に入力される。しかしカ
ウンタ３４６には基準信号３４１により60゜の間
はリセツト状態にあるため計数作動はしない。エ
ンジンが60゜回転して基準信号３４１が“０”レ
ベルになると、カウンタ３４６，３４７は計数状
態になり、カウンタ３４６は角度信号３４２を10
個計数する毎に１個の、つまりエンジン回転角度
の20゜毎に１個のキヤリーアウト信号３５３を出
力し、カウンタ３４７はこのキヤリーアウト信号
の６個目を計数したときに“１”レベルとなる第
６出力信号３５４（第１１図ｄ）を発生し、９個
目を計数するときに“１”レベルに立ち上がる第
９出力信号３５５（第１１図ｅ）を発生する。従
つて第６出力信号３５４および第９出力信号３５
５の論理反転信号によつてフリツプフロツプ３５
０，３５１はセツト、リセツトされ、第１１図Ｃ
に示す基準信号３４１の立ち上がりから180゜回
転したあと第１１図ｆに示す60゜幅のパルス信号
３５７を生じる。また180゜回転すると第９出力
信号３５５の論理反転信号３５６が“０”レベル
になるため、ナンド回路３４５は第１１図ｂに示
すように出力信号３５７を“１”レベルに固定す
る。よつて、これ以後は基準信号３４７が新たに
立ち上がるまで計数を中止した状態態にある。ノ
ア回路３５２は基準信号３４１とフリツプフロツ
プの出力信号３５７との否定論理和に従つて第１
１図ｇに示す180゜間隔で“０”レベルとなる割
込用分周パルス３４４を発生する。

３５８は計数用クロツク発生回路で、エンジン
制御装置が角度計数モードで作動するときに角度
パルス３０２（角度信号３４２，３４３）を計数
用クロツク信号として使用するときのみ利用す
る。計数用クロツク発生回路３５８は角度信号３
４２，３４３をコンピユータ１００の動作クロツ
ク１０１（この実施例では周期４μｓ）と同期化
して、エンジン回転角度の１゜毎に１個のクロツ
ク信号３３４、さらに２゜毎に１個のクロツク信
号３３５として生じる。

計数用クロツク発生回路３５８は、クロツク入
力（端子CL）の立ち上がりで入力信号（端子
Ｄ）のレベルを保持するとＤタイプのフリツプフ
ロツプ３５９，３６０，３６１と排他的オア回路
３６２とからなり、その作動における各部の信号
レベルの変化を第１２図に示す。フリツプフロツ
プ３５９は角度信号３４２をコンピユータ１００
の動作クロツク信号１０１の立ち上がり時点でレ
ベルが反転する２゜毎の同期化クロツク信号３３
５に変換する。第１１２図に示すようにフリツプ
フロツプ３６０は第１２図ａに示す非同期の角度
信号３４３を第１２図ｂに示すコンピユータ１０
０の動作クロツク信号の立ち上がり時点でレベル
が反転する第１１２図ｃ，ｄに示す同期化クロツ
ク信号３６３，３６４に変換する。さらに一方の
同期化クロツク信号３６３をフリツプフロツプ３
６１によつて再同期化することにより、第１２図
ｅに示すように１クロツク分だけ遅れた再同期化
クロツク信号３６５が得られる。そして排他的オ
ア回路３６２により同期化クロツク信号３６４と
再同期化クロツク信号３６５との不一致部を抽出
することにより、第１２図ｆに示す１゜毎の同期
化クロツク信号３３５が得られる。フリツプフロ
ツプ２５９と３６０の作動は実際上同等であり、
フリツプフロツプ３６０の同期化クロツク信号３
６４を２゜毎のクロツク信号として端子３３５か
ら出力してもよい。

３６６は時間計数モードのときの割込用処理回
路であり、基準パルス３０１（基準信号３４１）
をラツチするＤタイプのフリツプフロツプ３６
７、角度パルス３０２（角度信号３４２）をラツ
チする同じくＤタイプのフリツプフロツプ３６
８、およびノア回路３６９からなり、基準信号３
４１と角度信号３４２のいずれかが“１”レベル
になるとノア回路３６９から“０”レベルの割込
用パルス３７０が発生する。エンジン制御装置が
時間計数モードであるときは、割込用パルス３７
０がコンピユータ１００で認知されるとパルス発
生回路１６０より割込認知信号１６２が出力さ
れ、フリツプフロツプ１６７，１６８がリセツト
する。これによつて時間計数モードではエンジン
回転角の基準位置および所定の（30゜もしくは60
゜の）間隔で１００に割込がかけられる。この実
施例における時間計数モードでは、エンジン回転
角度の30゜毎もしくは60゜毎の間隔で数値デー
タ／タイミング変換の開始タイミングを作成して
いるが、割込の時期と点火における通電開始およ
び通電遮断（点火）の時期との関連については、
角度モードとともに後述する全体作動のタイムチ
ヤートで明らかにする。

３７１は選択回路で、角度計数モードと時間計
数モードとで割込用パルス３４４，３７０を切換
える選択回路３７２、および基準信号３４１と角
度信号３４２と分周信号３５７とを切換えるマル
チプレクサ３７３からなる。選択回路３７２は
RCA社製CD4019BEのアンド／オア選択回路を用
いることができ、それぞれ制御入力端子ａに
“１”レベル、ｂに“０”レベルの、つまり時間
計数モードを意味するようにモード信号３２１，
３２２がラツチ回路３２０から入力されると、角
度計数モードの割込用パルス３７０が割込要求信
号３３１としてコンピユータ１００の割込端子
INTに入力される。またアンド／オア選択回路３
７２の制御入力端子ａに“０”レベル、“ｂ”に
“１”レベルの、つまり角度計数モードを意味す
るようにモード信号３２１，３２２が入力される
と、時間計数モードの割込用分周パルス３４４が
割込要求信号３３１としてコンピユータ１００に
入力される。

マルチプレクサ３７３はRCA社製CD4053BEを
用いてあり、インヒビツト入力端子に“０”レベ
ル信号が印加された状態で、モード信号３２１の
レベルによつて入力端axとay、およびbxとbyの
信号を選択して出力端ａとｂに生じる。そしてモ
ード信号３２１が“１”レベルつまり時間計数モ
ードのときは、入力端ay，byがそれぞれ出力端
ａ，ｂと結合状態になり、よつて角度信号３４２
と基準信号３４１とがコンピユータ１００のフラ
グ入力信号３３２，３３３として出力される。時
間計数モードにおいてコンピユータ１００は割込
要求信号３３１が入力されたときそのフラグ入力
端子１，２に入力されている信号３３２，
３３３のレベルを調べることにより、エンジン回
転角が基準位置であるかまた基準位置から何個目
の角度位置であるかを認知することができる。モ
ード信号３２１が“０”レベルつまり角度計数モ
ードのときは、マルチプレクサ３７３の入力端
ax，bxがそれぞれ出方端ａ，ｂと結合状態にな
り、よつて基準信号３４１とフリツプフロツプ３
５０，３５１の出力信号（基準信号３４１に対し
て180゜遅れた信号）３５７とがフラグ入力信号
３３２，３３３としてコンピユータ１００に入力
される。角度計数モードにおいてコンピユータ１
００は、割込要求信号３３１が入力されたときそ
のフラグ入力端子の信号レベルから、エンジン回
転角度が基準位置であるかまた基準位置から180
゜の位置であるかを認知することができる。イン
バータ３７４，３７５は“１”レベルの初期化信
号１９４を論理レベルのインヒビツト信号として
マルチプレクサ３７３に入力するためのもので、
初期化信号１９４の“１”レベルのときは出力端
ａ，ｂはオープンレベル（FLOAT）となり、信
号線３３３をモード切換回路３１０およびラツチ
回路３２０の結合のために使用できるようにして
いる。角度信号処理回路３３０からコンピユータ
１００に入力される信号３３１，３３２，３３３
は、またエンジンの回転速度を入力するためにも
利用されるが詳細は後述する。

第１図において３８０はクロツク信号切換回路
で、モード信号３２１のレベルに従つて後述する
数値データ／時間データ変換におけるクロツク信
号３８１を切換える。クロツク信号切換回路３８
０は角度信号処理回路３３０からの２゜毎の同期
化クロツク信号３３５もしくは計数回路１５０か
らの128μｓ毎の一定周期のクロツク信号１５３
をそれぞれモード信号３２１のレベルの“０”，
“１”によつて選択する。このクロツク信号切換
回路３８０は角度信号処理回路３３０中のマルチ
プレクサ３７３と同一の切換条件を利用するもの
であり、マルチプレクサ３７３と併合してもよ
い。128μｓのクロツク信号１５３は、16ビツト
計数回路１５０においてコンピユータ１００から
の４μｓのクロツク信号を分周して得られる５ビ
ツト目の計数出力として取出すことができる。

ここでエンジンの点火における点火コイルの通
電遮断時期を（ひいては通電開始時期も）算定す
るのに用いられる制御パラメータの１つである。
エンジンの回転速度を入力する過程について説明
する。前述のようにコンピユータ１００は角度信
号処理回路３３０からの割込要求信号３３１によ
り割込処理を行ない、フラグ入力信号３３２，３
３３の信号レベルによりエンジン回転角度が数値
データ／タイミング変換の開始位置であるか否か
を判定して、開始位置であるならば変換を開始さ
せる。また所定のエンジン回転角度例えば基準位
置が到来したときは、スイツチ回路１５２にＩ／
Ｏデコーダ１４０を介して択一信号１４１，１４
８を印加し、その時点の時刻データをメモリ１２
０のRAMの所定番地に書き込む。従つてその後
の演算過程において、前回の時刻データと前々回
の時刻データとの時間差を求めることによりエン
ジンの一回転あたりの時間が判明する。この時間
差はエンジン回転速度の逆数である。なお択一信
号１４１と１４８の発生における時間差のため時
刻データの下位８ビツトの入力時と上位８ビツト
の入力時とでは時刻データに差を生じるが、択一
信号１４１と１４８の発生間隔は制御プログラム
によつて固定されているから、前記時間差を求め
る演算過程において正規化される。

次に数値データ／タイミング変換について説明
する。第１図において、４００および４１０はハ
ードウエアにて構成された変換回路で、デジタル
コンピユータ１００から与えられる点火用通電開
始時期もしくは通電遮断時期を規定する数値デー
タを、クロツク信号切換回路３８０からのクロツ
ク信号３８１もしくは角度信号処理回路３３０か
らのクロツク信号３３４でダウンカウントし、ダ
ウンカウントの終了をもつて上記点火の各タイミ
ングを指定する信号を発生する。この種の変換回
路は特開昭50−90826号公報「エンジン制御方法
および装置」あるいは特開昭53−8434号公報「内
燃機関の点火時期制御方法」等にも類似のものが
開示されている。

変換回路４００は角度計数モードおよび時間計
数モードの両方において通電開始時期を決めるも
のに兼用され、プリセツタブルダウンカウンタ４
０１およびナンド回路４０２からなる。プリセツ
タブルダウンカウンタ４０１は例えばRCA社製
CD40103BEを用いて構成することができ、コン
ピユータ１００からＩ／Ｏデコーダ１４０を介し
て指令信号１４４が印加されると、これに同期し
てデータバス１１０上の通電開始時期を規定する
２進数値データをブリセツトし、プリセツトと同
時に零検出信号（ZERO DETECT）４０３を
“１”レベルにする（ただし２進数値データは零
より大であるものとする）。よつてナンド回路４
０２はクロツク信号３８１に対して“開いた”状
態になり、カウンタ４０１にダウンカウント用ク
ロツク信号４０４を与える。カウンタ４０１にお
けるはじめのブリセツト数値がダウンカウント
（計数）によつて消滅すると、零検出信号４０３
は“０”レベルになり、ナンド回路４０２を“閉
じた”状態にして計数を終了する。零検出信号４
０３は論理回路としてのナンド回路４０５を介し
て点火用増幅回路３に与えられ、零検出信号４０
３の“１”レベルから“０”レベルへの反転タイ
ミングにて通電開始時期を規定する。前述のよう
に角度計数モードと時間計数モードとの切換によ
つて計数用のクロツク信号３８１は２゜毎のエン
ジン回転角度を示すクロツク信号３３５と128μ
ｓの一定周期のクロツク信号１５３とのいずれか
が選択されるから、変換回路４００は角度計数モ
ードにおける数値データ／タイミング変換と時間
計数モードにおける変換とを、外部から指令信号
を与えることなしに兼用することができる。

変換回路４１０は角度計数モードにおいて通電
遮断時期を決めるために使用され、変換回路４０
０と同様にプリセツタブルダウンカウンタ４１１
およびナンド回路４２１からなる。そして、コン
ピユータ１００からＩ／Ｏデコーダ１４０を介し
て択一信号１４５が印加されると、カウンタ４１
１はこれに同期してデータバス１１０上の通電遮
断時期を規定する２進数値データをプリセツト
し、同時に零検出信号４１３を“１”レベルにす
る。よつてナンド回路４１２はクロツク信号３３
４に対して“開いた”状態になり、カウンタ４１
１にダウンカウント用クロツク信号４１４を与え
る。カウンタ４１１におけるはじめのプリセツト
数値がダウンカウントによつて消滅すると、零検
出信号４１３は“０”レベルになり、ナンド回路
４１２を“閉じた”状態にして計数を終了する。
零検出信号４１３はコンピユータ１００のフラグ
入力端子の１つEF２に接続されている。コンピ
ユータ１００は変換回路４１０に所定のエンジン
回転角度のときに択一信号１４５をもつて変換を
開始させると、零検出信号４１３のレベルを監視
することにより一旦“１”レベルになつた零検出
信号４１３が“０”レベルに反転することをもつ
て通電遮断時期すなわち点火時期であることを認
知する。

この実施例における角度変換回路４１０の計数
終了によりコンピユータ１００が変換回路４００
の計数開始を指令するように制御プログラムが設
定されている。角度信号処理回路３３０より所定
のエンジン回転角度で割込要求信号３３１がコン
ピユータ１００に印加されると、コンピユータ１
００はデータバス１１０に通電遮断時期を規定す
る数値データを出力すると同時にＩ／Ｏデコーダ
１４０から択一信号１４５を出力して、変換回路
４１０において変換を開始させる。コンピユータ
１００はこの変換作動中ずつと零検出信号４１３
を監視し、変換の終了によつて零検出信号４１３
が“０”レベルになると、データバス１１０に通
電開始時期を規定する数値データを出力すると同
時にＩ／Ｏデコーダ１４０から択一信号１４４を
出力して変換回路４００において変換を開始させ
る。そして零検出信号４０３がこの変換中を示す
“１”レベルになつている間、ノア回路４０５の
出力信号４０６は“０”レベルとなり、この出力
信号４０６が“０”レベルになつた時点で点火コ
イル４の一次コイル４ａへの通電が遮断されて二
次コイル４ｂに点火用高電圧が誘起され、変換終
了によつて出力信号４０６が“１”レベルになる
と一次コイル４ａへの通電が開始される。

４２０はラツチ回路で、変換回路４００と共同
して通電開始時期および通電遮断時期を示す信号
を発生して論理回路としてのノア回路４０５を制
御する信号４２１を発生する機能、および制御プ
ログラムの進行に応じて直流再生回路１９１にく
り返しパルス信号４２２を与える機能を有する。
ラツチ回路４２０はＩ／Ｏデコーダ１４０の択一
信号１４６に同期してデータバス１１０の所定ビ
ツトを介してコンピユータ１００から送られる２
値信号をラツチすることにより上記の制御信号４
２１およびくり返しパルス信号４２２を得る。前
述のようにこの実施例で示される点火制御装置が
角度計数モードで運転されるときは、結果的に１
つの変換回路４００の出力信号にて通電開始時期
および通電遮断時期のタイミングを得ることがで
きるため、ラツチ回路４２０の制御信号４２１は
常に“０”レベルに固定され、ノア回路４０５の
出力信号４０６をカウンタ４０１の零検出信号４
０３に依存させるものである。

一方、通電計数モードにおいては、この実施例
では通電開始時期のタイミングを変換回路４００
で発生し、通電遮断時期のタイミングをコンピユ
ータ１００におけるソフトウエアの変換にて発生
しており、ラツチ回路４２０とノア回路４０５と
で両タイミングを統合し、“０”レベルで遮断し
“１”レベルで通電する点火制御信号４０６を得
るようにしている。

点火作動系は公知のものを使用している。点火
用増幅回路３はノア回路４０５の出力信号４０６
を増幅して増幅信号３ｂにより半導体スイツチン
グ素子３ａをオンオフする。これにより点火コイ
ル４の一次コイル４ａの通電、遮断が行なわれ、
電流遮断時に二次コイル４ｂに点火用高電圧を発
生する。点火用高電圧はエンジンによつて同期的
に回転させる図示しない公知の分配器を介して各
気筒の点火プラグに供給され着火する。

この点火制御装置では、二次コイル４ｂに誘起
される点火用高電圧が十分なエネルギレベルにな
るように、一次コイル４ａを理れる遮断直前の電
流値を確保するように一次コイル４ａの通電時間
を決定し、通電開始時期を定めている。このため
に電流検出回路４７０と時刻データのラツチ回路
４８０が設けられ、一次コイル４ａに通電が開始
され基準の電流値となつてから通電が遮断される
までの時間を測定し、その次に通電開始時期を算
定する制御パラメータとしてメモリ１２０の
RAMに記憶する。電流検出回路４７０は一次コ
イル４ａの通電通路に挿入された微小抵抗を有す
る抵抗４７１と、一次電流によつてこの抵抗４７
１に生じる電圧を基準電圧４７２の発生電圧と比
較する電圧比較器４７３とで構成され、一次電流
の増大によつて抵抗４７１の電圧降下が基準電圧
に達すると電圧比較器４７３から検出信号４７４
（“１”レベル）が発生する。

ラツチ回路４８０は例えばRCA社製
CDP1852CD（Ｉ／Ｏポート）を用いることがで
き、この実施例では入力ポート専用として使用す
る。そして、ラツチ回路４８０は検出信号４７４
の発生のタイミング（“０”レベル→“１”レベ
ル）でタイマバス１５１上の時刻データをラツチ
し、これと同時にラツチ状態を示すサービスリク
エスト信号（）４８１をコンピユータ１００
のフラグ入力として発生する。コンピユータ１０
０からメモリ１２０（RAM）の書き込み信号
（）１０２とＩ／Ｏデコーダ１４０を介して
の択一信号１４７とが印加されたとき（ともに
“１”レベルのとき）に、ラツチしたデータをデ
ータバス１１０上に送出してメモリ１２０
（RAM）に書き込む。一方、一次コイル４ａの通
電を遮断した瞬間に（プログラム上微少の時間差
をもつて）コンピユータ１００はスイツチ回路１
５２にＩ／Ｏデコーダ１４０を介して指令信号１
４１を印加し、その時点の時刻データをタイマバ
ス１５１よりメモリ１２０（RAM）に書き込
む。そしてソフトウエア上の処理によつて、スイ
ツチ回路１５２を介して得た時刻データからラツ
チ回路４８０から得た時刻データを減算すること
により、点火一次コイル４ａにおける基準通電流
値以上の持続時間を測定することができる。

第１３図はコンピユータ１００がメモリ１２０
（ROM）の制御プログラムに従つて行なう処理の
うち、通電開始時期の算定に係わる処理を示すも
のである。この通電開始時期制御は大きく分けて
次の４条件を満足するようにプログラムされてい
る。

(1) 基準電流の持続時間の測定値を次の通電時間
を決定するために負帰還として帰還すること。

(2) 通電時間の算定値を、基準電流の持続時間の
期待値（点火コイルの加熱特性、点火エネルギ
の書積特性、および過渡状態を補うための余裕
度の兼ね合いにより予め決定される）に追従さ
せること。

(3) 基準電流の持続時間の測定値と、その前回の
測定値との偏差に応じて通電時間の算定値を補
正すること。

(4) エンジンの高速回転時等において、通電の遮
断による点火エネルギの放出に要する最小の遮
断時間を確保するように通電開始時期を修正す
ること。

コンピユータ１００は通電開始時期を算定する
（通電時間を算定する）のに、その点火コイル４
について予め実験等によつて決定した基礎閉時間
Ｂ（通電開始から基準電流になるまでの時間、周
囲温度等によつてソフトウエアにて補正するよう
になつていても良い）と、基準電流の持続時間の
期待値０と、算定しようとする対象の通電（時
間）の前回になされた通電における基準電流の持
続時間Ｔと、その前々回になされた基準電流の計
算結果Ｆの記憶値Ｍとを図示極性で加算する。加
算結果の通電時間をなす計算値Ａは、点火時期の
計算値Ｐに対して、角度計数モードの場合は通電
を開始するクランク回転角度としての、また時間
計数モードの場合は所定のクランク回転角度から
の通電開始時期までの実時間としての数値データ
Ｄに変換修正される。また、このとき上記(4)の修
正をするために数値データＤを点火時期の計算値
Ｐ（前回のもの）に基いて小さくする修正を加え
てもよい。

最終的に得られる数値データＤはコンピユータ
１００から前述の数値データ／期間データ（タイ
ミング）変換回路４００に入力され、指令信号１
４４により変換を開始し、点火制御における点火
コイル４の通電開始時期を規定する。通電により
一次コイル４ａの電流が基準電流を超えると、電
流検出信号４７０の検出信号４７４が“１”レベ
ルとなりその時点の時刻データがラツチ回路４８
０に記憶され、同時にサービスリクエスト信号４
８１が基準電流到達を示す“０”レベルにある。
数値データ／期間データ変換回路４１０の零検出
信号４１３の発生（この実施例では角度計数モー
ド）、もしくはコンピユータ１００のソフトウエ
ア処理による計数終了により、コンピユータ１０
０は通電の遮断を信号１４４もしくは４２１によ
つて指令し、さらにコンピユータ１００はフラグ
入力３を調べてサービスリクエスト信号４８
１が基準電流到達を示す“０”レベルにある
（YES）か否か（NO）かを判定する。YESのと
きは通電遮断時期の時刻データからラツチ回路４
８０にラツチされた時刻データを減算して、基準
電流以上の持続時間Ｔを求める。またフラグ入力
３が“１”レベルのままであれば基準電流の
持続時間Ｔは無しと判断する。

第１３図の第１の加算Ｘは、計測した基準電流
の持続時間Ｔとその前回の加算力における記憶値
Ｍとの偏差によつて、基準電流の持続時間の期待
値Ｏを補正することを示し、第２の加算ｙは第１
の加算力による計算値Ｆと基礎閉時間Ｂとを加算
することを意味する。

以上第１図を中心にマイクロコンピユータ１０
０、およびそれと作動的に結合された入出力周辺
回路に関して、その個々の役割の特徴的な部分を
中心にして説明したが、次に角度計数モードおよ
び時間計数モードにおける点火制御装置としての
作動について制御プログラムのフローチヤートお
よびタイミングチヤートを参照して説明する。

第１４図および第１５図は角度計数モードにお
ける制御プログラムおよび制御出力のタイミング
を示している。制御プログラムは大きく分けて、
初期化ルーチンＡ、メイン計算ルーチンＢ、およ
び割込処理ルーチンＣから組み立てられている。

初期化ルーチンＡは、初期化回路１９０からの
初期化信号１９４によつて実行されるもので、イ
グニツシヨンキースイツチ２の投入されたときお
よびコンピユータ１００の不調等により直流再生
回路１９１にくり返しパルス４２２が印加されな
くなつたとき、制御プログラムによつてコンピユ
ータ内のレジスタおよび周辺装置を全て初期の状
態に一旦改め、処理を再スタートするものであ
る。また初期化信号が消滅するときラツチ回路３
２０は点火制御の動作モードをラツチする。

初期化ルーチンの終了とともにコンピユータ１
００への割込禁止状態が解かれ、メイン計算ルー
チンＢへ移行する。メイン計算ルーチンＢでは各
種のエンジン制御パラメータを入力して点火時期
（角度）および通電開始角の計算を行ない、それ
ぞれ一回の計算を終了するとくり返しパルスを出
力する処理を経て再び点火時期および通電開始角
の計算をくり返す。これらの計算手法は第１３図
に例を示したほかは全て公知の手法を採用するこ
とができるのでここでは特に詳述しない。計算に
必要なエンジン制御パラメータのうちアナログ入
力信号２１０ａ〜２１０ｎについてはコンピユー
タ１００の指令のもとにラツチ回路２００、
MPX２１０、Ａ／Ｄ変換回路２２０およびDMA
機能を用いることによりエンジン回転速度につい
ては角度信号処理回路３３０からの角度信号に基
いてスイツチ回路１５２を制御することにより、
また点火コイル４の通電における基準電流の持続
時間についてはスイツチ回路１５２とラツチ回路
４８０を利用することにより、メモリ１２０
（RAM）の所定の番地に書き込むことができる。
計算はメモリ１２０（RAM）から遂次、必要な
制御パラメータを読出して予め定められた計算手
法に沿つて行なわれる。

初期化後において直ちに点火時期および通電開
始角を計算しようとする場合、制御パラメータの
一つであるエンジン回転速度の入力処理は点火作
動と関連する割込処理ルーチンに基いてなされる
ので、計算を終了するのが実際に必要とされる点
火作動に間に合わないことが生じる。従つて初期
化ルーチンＡにおいて固定された点火時期（例え
ばBTDC8゜）および通電開始角（例えば
BTDC68゜）が一旦設定され、計算が間に合わな
い場合はこの固定の数値データにより点火作動を
可能とする。メイン計算ルーチンＢは高速で（数
ms）でくり返されるため、くり返しパルス４２
２の信号レベルの反転は、メイン計算ルーチンＢ
のくり返しの数回乃至数十回毎に一回行なわれる
ようにプログラムされ、直流再生回路１９１およ
び抵抗１９６による充放電の時定数とマツチング
させている。

割込処理ルーチンＣは角度信号処理回路３３０
からの割込要求信号３３１が“０”レベルになる
と、コンピユータ１００がメイン計算ルーチンＢ
の処理を一時中断して、コンピユータ１００の制
御のもとに変換回路４００，４１０において数値
データ／期間データ変換を指令する処理、および
エンジンの回転速度を入力する処理を行なう。

第１５図においてａは角度信号処理回路３３０
からの割込要求信号３３１を示しており、角度計
数モードでは第１０図の信号３４４と同じであ
る。角度検出器３００の調整により割込要求信号
３３１はエンジン回転角度のBTCC68゜から
BTDC8゜までと、BTDC248゜とBTDC188゜ま
での間“０”レベルとなる。また、制御に供され
るエンジンに要求される点火時期（点火角）は圧
縮工程の死点前68゜から８゜までとする。
BTDC68゜もしくはBTDC248゜で割込要求信号
ａが“１”レベルから“０”レベルに反転する
と、コンピユータ１００はメイン計算ルーチンＢ
において実行中の１つの命令処理サイクルを終了
すると直ちに割込処理ルーチンＣに移り、メイン
処理ルーチンＢを待避させる。次にデータバス１
１０を通じて、点火時期を示す数値データ（通電
遮断をするエンジン回転角度で、BTDC68゜から
の２゜単位の角度で表わされる）を指令信号１４
５によつて変換回路４１０のカウンタ４１１にプ
リセツトさせる。カウンタ４１１はエンジン回転
角度２゜毎の角度クロツク信号３３４にて直ちに
ダウンカウントを開始し、カウント中は第７図ｂ
に示すように零検出信号４１３を“１”レベルと
し、カウント終了のタイミングで“０”レベルに
反転させる。このカウントによつて得られる期間
データT₁はプリセツトされた数値データに対応
し、コンピユータ１００のメイン計算ルーチンＢ
にて算定した点火時期を規定する。

コンピユータ１００は数値データのプリセツト
後、指令信号１４１をスイツチ回路１５２に与え
て時刻データをメモリ１２０（RAM）に書き込
み、続いてフラグ入力端子３に入力される零
検出信号４１３に監視し続け、零検出信号４１３
が“０”になると点火時期である（YES）と判
定して、変換回路４００のカウンタ４０１にデー
タバス１１０を介して通電開始時期を示す数値デ
ータ（通電遮断角度から通電開始角度までの１゜
単位の角度で表わされる）を指令信号１４４によ
つてプリセツトさせる。これによりカウンタ４０
１は１゜毎の角度クロツク信号３３５にて直ちに
ダウンカウントを開始し、カウント中は第７図ｃ
に示すように零検出信号４０３“１”レベルと
し、カウント終了のタイミングで“０”レベルに
反転させる。ラツチ回路４２０の出力信号４２１
は“０”レベルのまま変化しない（コンピユータ
１００によつて随時“０”レベルをセツトしても
よい）から、点火制御信号４０６は零検出信号４
０３に依存してレベルが決まる。カウンタ４０１
のカウントによつて得らる期間データT₂はプリ
セツトされた数値データに対応し、所望の点火エ
ネルギ（通電持続時間）を得るに必要な通電開始
時期を規定する。点火制御信号４０６は点火用増
幅回路３で増幅され第７図ｅに示す増幅信号３ｂ
としてスイツチング素子３ａに印加され、点火作
動を行なわせる。なお、t₁およびt₃は点火時期を
示し、t₁−t₂間は通電遮断、t₂−t₃は通電を示して
いる。

コンピユータ１００は指令信号１４４によつて
通電遮断を指令すると、通電における基準電流の
持続時間を計算する（メイン計算ルーチンＢ）た
めに直ちにスイツチ回路１５２に指令信号１４１
を与えて時刻データをメモリ１２０（RAM）に
書き込む。これを終えるとコンピユータ１００は
BTDC8゜もしくはBTDC188゜まで待機する。
BTDC8゜もしくはBTDC188゜に達すると、コン
ピユータ１００から指令信号１４１がスイツチ回
路１５２に与えられ時刻データがメモリ１２０
（RAM）に書き込まれる。従つてメイン処理ルー
チンＢでエンジン回転速度を求めるには、
BTDC68゜からBTDC8゜までもしくはBTDC248
゜からBTDC188゜までの新しい方の時間差を減
算によつて求めればよいのである。

BTDC8゜もしくはBTDC188゜が過ぎ、時刻デ
ータの入力を終了すると、コンピユータ１００は
一時中断したメイン計算ルーチンＢを中断した位
置に戻し、メイン計算ルーチンＢを割込がかかる
までくり返す。なお、BTDC68゜からBTDC8゜
までの間は角度信号処理回路３３０の出力信号３
３２が“１”レベル、BTDC248゜からBTDC188
゜までの間は出力信号３３３が“１”レベルとな
るため、コンピユータ１００はフラグ入力端子
１と４とを調べることによつてそれぞれ区
別することができる。従つていずれか一方、つま
りエンジンの一回転に一回だけエンジン回転速度
を求めることもできる。

次に時間計数モードにおける点火制御装置の作
動について述べる。ここでは時間計数モードのう
ちエンジン回転角度の１個の基準位置および30゜
毎の角度間隔で角度パルスを得るようにした角度
検出器を用いた場合について説明するが、とくに
30゜毎の角度間隔が制御上の絶対的な条件ではな
く、45゜あるいは60゜の間隔でもソフトウエアの
変更のみで対応できる。また制御上必要なエンジ
ン回転角度を基準位置との関係で特定できれば良
いため、角度位置の間隔はどこでも一定というよ
うに規定されていなくても良いのである。

第１６図は時間計数モードにおける角度信号処
理回路３３０の作動状態およびコンピユータ１０
０による点火制御のタイミングを示すものであ
る。角度信号処理回路３３０は角度検出器３００
からの基準パルス３０１に同期して第１６図ｂに
示す出力信号３３３を生じ、また角度パルス３０
２に同期して第１６図ａに示す出力信号３３２を
生じ、それぞれコンピユータ１００のフラグ入力
端子４，１に印加する。図示するように、
角度を示す出力信号３３２はエンジン回転角度の
30゜毎の間隔をもち、この装置で制御しようとす
る点火時期の範囲、ほぼBTDC68゜からBTDC8
゜までの範囲、の一つ前の角度位置BTDC98゜と
BTDC68゜との間に基準位置を示す出力信号３３
３が“１”レベルとなつて到来する。出力信号３
３２，３３３の発生タイミングばかりでなくパル
ス幅も角度検出器３００の機械的な構成によつて
制限される。この実施例ではパルス幅がエンジン
回転角度のほぼ10゜程度となるようにしている。

第１６図ｃに示される割込要求信号３３１
（“０”レベル）は割込処理回路３６６（第１０図
参照）によつて基準パルス３０１および角度パル
ス３０２が発生する毎に生じる。コンピユータ１
００が割込処理を受け付けると割込認知信号１６
２を発生するので、割込要求信号３３１は“１”
レベルになり待機する。

時間計数モードにおける制御プログラムを第１
７図に示す。初期化ルーチンＡおよびメイン計算
ルーチンＢは角度計数モードのときと大体同じで
ある。ただ、点火時期計算および通電開始時期計
算の結果得られる数値データが一旦エンジンの回
転角度として算定された後時間を表わす値に換算
した値である点で異なるだけである。そしてこの
時間を表わす数値データのうち、点火時期を表わ
す数値データはBTDC68゜を起点とする時間に相
当し、通電開始時期を表わす数値データは
BTDC338゜，308゜，278゜のいずれか一点を起
点とする時間に相当する。そして通電開始時期を
表わす場合BTDC338゜，308゜，278゜のいずれ
を起点としているかを計算結果により同時に特定
する。

割込処理ルーチンＣでは、メインルーチン待避
後エンジン回転角度がどの位置にあるかを、フラ
グ入力端子EF１，EF４の信号レベルによつて判
定し、それに基いて処理を選択する。BTDC83゜
で基準位置の割込がかかると、コンピユータ１０
０は角度位置の割込の内部カウント値を一旦零と
し、次にBTDC68゜，38゜，８゜…を割込がかけ
られるとカウントによつて順に１回目の割込、２
回目の割込、３回目の割込…というように、割込
位置を順々に特定して判定する。

BTDC68゜（あるいは248゜）で割込がかかる
と、コンピユータ１００はメモリ１２０
（RAM）の所定番地Ｎ（複数番地にわたつて使用
することにより16ビツト、24ビツトの数値データ
をセツトし、コンピユータ１００による16μｓ周
期の命令サイクルにより、セツトされた数値デー
タをくり返しダウンカウントする。“１”のダウ
ンカウントが終了する毎に、数値データが零にな
つたか否かの判定をし、零になるまでくり返す。
第１６図ｅの時間T₁はコンピユータ１００によ
るカウントの過程を示す。カウント結果が零にな
つたタイミングが、点火時期計算によつて算定さ
れた結果としての実際の点火タイミングである。
カウント結果が零になると、コンピユータ１００
はデータバス１１０と指令信号１４６を制御して
第１６図ｆに示すラツチ回路４２０の出力信号４
２１を“１”レベルに反転させる。このとき変換
回路４００は、既に変換を終了しているから
BTDC４０３は“０”レベルであり、従つて出力
信号４２１が“１”レベルに反転したタイミング
で点火制御信号４０６（第１６図ｈ参照）が
“０”レベルに反転する。

コンピユータ１００自身による数値データ／タ
イミング変換の過程でBTDC38゜の割込要求が生
じることもある。この場合、変換が一時中断する
が、ソフトウエア上の処理によつてBTDC38゜の
割込があつたかなかつたかで点火指令を遅延させ
ることによりその支障を避けることができる。例
えば通電遮断を規定する数値データを、予め点火
指令を遅延させる分だけ見込で小さい値として算
定し、数値データ／タイミングの変換余中に割込
があつたときは点火指令を遅延し、割込がないと
きは遅延をしないようなプログラムを設ければよ
い。なお、角度検出器３００において、BTDC38
゜の角度パルス３０２が発生しない構造にしても
よい。

点火（通電遮断）の後、BTDC8゜，338゜，
308゜，278゜……と割込がかかると、コンピユー
タ１００はメイン計算ルーチンＢにおける通電開
始時期計算の結果により、その割込角度が通電開
始のための数値データ／期間データ変換の起点で
ある（YES）か否か（NNO）か（通電開始制御
を行なうのか否か）を判定する。いま通電遮断タ
イミングt₄に対して通電開始時期をt₃とする計算
結果が得られ、起点をBTDC308゜と決定され、
時間に換算するとBTDC308゜からT₂後の時点が
数値データによつて規定されているとする。コン
ピユータ１００はBTDC308゜で割込がかかる
と、期間T₂を規定する数値データバス１１０を
通じて指令信号１４４のタイミングにより変換回
路４００に設定する。カウンタ４０１は直ちに
128μｓのクロツク信号１５３によりダウンカウ
ントを開始し、零検出信号４０３は第１６図ｇに
示すように“１”レベルに反転する。次にコンピ
ユータ１００はデータバスを用いて指令信号１４
５によつてラツチ回路４２０の出力信号４２１を
“０”レベルに反転し、ノア回路４０５の出力信
号である点火制御信号４０６が零検出信号４０３
に依存するようにする。つまり、出力信号４２１
が“０”レベルに反転転すると、変換回路４００
の変換終了のタイミングで零検出信号４０３が
“０”レベルに反転したとき点火制御信号４０６
は“１”レベルに反転する。この実施例における
エンジンは４気筒であつて、エンジン回転角度の
ほぼ180゜毎に点火を行なうから、角度パルス３
０２に対応した所定の割込位置で通電開始、通電
遮断を行なうように制御プログラムを準備してお
けばよい。

点火制御信号４０６の増幅信号３ｂにおいて、
“１”レベルへの反転時点t₁，t₃は通電の開始、
“０”レベルへの反転時点t₂，t₄は通電の遮断を示
す。

角度パルス３０２に基く割込において、通電開
始もしくは通電遮断の制御をするエンジン回転角
度でないときは、メイン計算ルーチンＢに戻つて
その処理をくり返す。

なお、この実施例においては、時間計数モード
において通電遮断に関する数値データ／期間デー
タ変換をコンピユータ１００自身のソフトウエア
での時間計数機能を利用して行なつているが、ハ
ードウエアの変換回路によつて行なうように変形
してもよい。例えば、角度計数モードでのみ使用
している変換回路４１０の構成を変換回路４００
のように兼用タイプの構成にし、角度計数モード
における計数用パルスもしくは所定周波数のクロ
ツク信号をクロツク信号切換回路３８０と同様に
して選択するようにしてもよい。

処理装置の入出力信号線に切換操作により２値
信号を生じさせる抵抗と、起動時に同期してこの
２値信号を記憶する記憶回路を備えることによつ
て、処理機能変更が容易に行なえると共に、前記
入出力信号線は本来の信号伝送用として使用でき
所期の目的を達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を点火制御装置に適用した一実
施例の全体構成を示すブロツク線図、第２図は第
１図中Ａ／Ｄ変換回路２２０の詳細を示す電気結
線図、第３図は第２図のＡ／Ｄ変換回路の作動説
明に供するタイムチヤート図、第４図は第１図中
電圧検出回路１８０の詳細を示す電気結線図、第
５図は第４図の電圧検出回路の作動説明に供する
タイムチヤート図、第６図は第１図中直流再生回
路１９１の詳細を示す電気結線図、第７図は第６
図の直流再生回路の作動原理説明に供するタイム
チヤート図、第８図は第６図の直流再生回路の装
置障害時の作動説明に供するタイムチヤート図、
第９図は第１図中モード切換回路３１０およびラ
ツチ回路３２０の詳細を示す電気結線図、第１０
図は第１図中角度信号処理回路３３０の詳細を示
す電気結線図、第１１図は第１０図の角度信号処
理回路中分周回路３４０の作動説明に供するタイ
ムチヤート図、第１２図は第１０図の角度信号処
理回路中計数用クロツク発生回路３５８の作動説
明に供するタイムチヤート図、第１３図は第１図
中コンピユータ１００が制御プログラムに従つて
行なう処理のうち、点火制御における通電開始時
期の算定に係わる処理を示す計算チヤート図、第
１４図はコンピユータ１００が角度計数モードを
制御するときの制御プログラムの流れを示すフロ
ーチヤート図、第１５図は第１図の点火制御装置
の角度計数モードでの作動説明に供するタイムチ
ヤート図、第１６図は点火制御装置の時間計数モ
ードでの作動説明に供するタイムチヤート図、第
１７図はコンピユータ１００が時間計数モードを
制御するときの制御プログラムの流れを示すフロ
ーチヤート図である。 １００…デジタルコンピユータ、１９０…初期
化回路、１９４…初期化タイミング信号線、３１
０…切換回路としてのモード切換回路、３１２，
３１４…抵抗、３２０…記憶回路としてのラツチ
回路、３２１，３２２…制御入力信号線、３３０
…信号処理回路としての角度信号処理回路、３３
３（３１１）…信号線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の処理を選択して行なう集積回路体とし
   て構成される第１の手段と、 この第１の手段の出力信号をその出力端子より
   受けて所定の作動を行なう第２の手段と、 外囲条件により操作される接続手段を含みこの
   接続手段の切換操作により前記出力端子に抵抗を
   介して２値信号を生じさせる第３の手段とを備
   え、 前記第１の手段は、起動時に同期して前記第３
   の手段よりの２値信号を前記出力端子より入力し
   て記憶する記憶手段を含み、この記憶値に応じて
   前記所定の処理を行なうようにしたことを特徴と
   する制御条件設定装置。